“小”器件 “大”功用
電阻和電容這兩種電子器件,是電子線路中最基本的元器件,算是“小器件”。從我們開始接觸電子學時,這兩種元器件就是最經(jīng)常遇到的。很多工程師可能“看不起”它們,覺得它們太簡單,沒有什么值得研究、深入探討的。在實際項目中,這些器件經(jīng)常是硬件電路調(diào)試的關鍵,解決問題的關鍵所在。而且他們有很多巧妙運用,在工作中如果能關注這幾個器件,有時會事半功倍。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/123982.htm在實際的項目中遇到的一些問題,往往是因為這些小器件出現(xiàn)了問題,工程師忽略了。要么多了,要么少了;要么值大了,要么值小了。通過對這些器件的運用解決問題,進行描述,說明小器件也有大作用。筆者就在過去的硬件調(diào)試過程中遇到很多問題,都是在這些“小器件”上找到原因,得到解決。本文就略舉幾例,與大家分享。
電阻在實際項目中的應用舉例
(1)I2C電路中的電阻
圖1是I2C設備與I2C總線的連接圖,串行數(shù)據(jù)SDA和串行時鐘SCL線都是雙向信號線路,通過上拉電阻Rp連接到正的電源電壓+VDD,當I2C總線空閑時這兩條線路都是高電平。連接到總線的器件輸出級必須是漏極開路(OD)或集電極開路(OC)才能實現(xiàn)線與(wired-AND )功能 [1]。上拉電阻Rp是必須有的,否則I2C總線不能正常工作。筆者就曾經(jīng)有項目,遭受了這個上拉電阻之苦。在拍照手機剛開始流行的時候,設計Camera sensor時,基帶芯片通過I2C總線對camera sensor進行控制,設計I2C時沒加上拉電阻,而導致I2C總線不能正常工作,讀不到I2C設備的地址,于是Camera設備調(diào)試不通。
上拉電阻阻值也不是隨意而定,過大或過小,也同樣會導致I2C總線不能正常工作。上拉電阻Rp與電源電壓、總線電容、總線上連接設備數(shù)(輸入電流+泄露電流)有關:Rpmin是電源電壓的函數(shù),即電源電壓越高,Rpmin值越高。Rpmax是負載電容的函數(shù),總線電容越大,即負載越大,Rpmax越低??偩€電容Cb限制了上拉電阻Rp的最大值,而電源電壓限制了上拉電阻Rp的最小值[2]。
更有甚者,筆者在設計手機電視時,還碰到多I2C設備不能同時工作的事。如圖2所示,是數(shù)字電視手機的原理框圖,手機基帶芯片通過同一個I2C總線來控制解碼芯片和音頻Codec芯片,然而調(diào)試時卻讓我們吃盡苦頭,兩個設備工作不穩(wěn)定,時而能工作,時而不能工作。當時以為是EMC問題,電源供電噪聲等各種原因,可還是找不到原因,最后,在I2C總線進入解碼芯片設備之前串一個500歐姆的電阻,解決了問題,工作穩(wěn)定,項目完成。
(2)耳機自動檢測電路
在手機、MP3,MP4等便攜式產(chǎn)品中,耳機是常用的附件,耳機的自動檢測電路是耳機電路的重要部分。典型的耳機插孔電路如圖3所示,在檢測引腳連接一個上下拉電阻,這樣即可產(chǎn)生一個信號,表示耳機是否插入插孔。當無耳機插入的時候,檢測引腳常閉,輸出信號為“低”(經(jīng)分壓而得);當有耳機插入的時候,檢測引腳斷開,信號為“高”。該檢測信號連接到一個微控制器端口的GPIO(或者外部中斷)。一個簡單的電阻分壓電路就實現(xiàn)了這一檢測功能。也可以通過電壓比較器的方式來檢測,但增加了器件,增加了BOM成本。
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